一种开关电源制造技术

本发明专利技术公开了一种开关电源，其包括：输入级ＥＭＩ滤波电路单元、整流电路单元、ＰＦＣ检测电路单元、主开关电路单元、变压器隔离电路单元、输出整流滤波电路单元、主控制回路单元、电流反馈回路单元、以及电压反馈电路单元；将输入ＡＣ信号经整流电路单元整流成脉动直流电信号，直接提供给主开关电路单元进行能量转换，同时直接在脉动直流电上进行采样，确保ＰＦＣ检测电路单元稳定可靠，实现将输入滤波用的高压铝电解电容去除，解决了输入浪涌问题，实现了大于０．９５的功率因数。本发明专利技术技术方案采用了双输出主控制芯片，输出两路信号相位相反，且有可调的死区时间，为本电源的发展提供了广阔的前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于自动化领域，涉及一种AC/DC电源产品，特别是涉及一种AC/DC开关电源。
技术介绍
现在市场上有的AC/DC电源，300W以下的普遍没有功率因数校正功能，PF值无法 满足新能源要求，低于75W的就更谈不上功率因数校正，这就使相当一部分电源使用中，会 严重干扰电网。现在的AC/DC开关电源输入部分都需要有大容量的铝电解电容，将经过整流的脉 动直流电转化成后级电路可以使用的直流电；由于使用大容量的铝电解电容，造成电源产 品在冷启动的瞬间有很大的浪涌电流，这样就对电网造成很大的冲击，同时造成很大的EMI 问题。现有的AC/DC产品，如果要实现高功率因数，就必须在输入级加专门的PFC电路， 现在的PFC电路均为Boost电路，属于升压电路，输出电压必须高于输入电压，也不能实现 隔离的要求，一旦前级电路出现问题，将导致高压直接冲击后级电路，后级设备将出现灾难 性后果；同时由于多级电路，导致成本上升，无法在AC/DC电源产品中普及使用，目前的中 小功率AC/DC电源产品均不加PFC电路，造成电网功率因数下降，带来了能源浪费和电磁干 扰问题。由于AC/DC电源产品中所使用器件，寿命最短、对使用环境要求最高的就是铝电 解电容，这是目前AC/DC电源产品MTBF指标的瓶颈，直接影响产品的可靠性。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术要解决的技术问题是将AC/DC电源小型化、高功率化；提高其高功率因 数，实现高效率；实现良好的EMC特性，消除输入浪涌电流。( 二 )技术方案为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种开关电源，包括输入AC信号单元；输入级EMI滤波单元，与所述输入AC信号单元相连，用于对所输入的AC信号滤 波；整流电路单元，与所述输入级EMI滤波单元相连，用于将滤波后的AC信号整流为 脉动直流电信号；PFC检测电路单元，与所述整流电路单元相连，用于检测所述脉动直流电信号的过 零和峰值；主控制回路单元，与所述PFC检测电路单元相连，用于接收来自PFC检测电路单元 的参考信号进行PFC控制；主开关电路单元，与所述整流电路单元和主控制回路单元相连，以使所述整流电 路单元输出的脉动直流电信号进入主开关电路单元，由所述主控制回路单元控制主开关电 路单元将脉动直流电信号转化为工频信号调制的高频开关信号；变压器隔离电路单元，与所述主开关电路单元相连，用于对高频开关信号隔离变 换；输出整流滤波单元，与所述变压器隔离电路单元相连，用于对变压器隔离电路单 元输出的高频开关信号整流滤波。其中，所述开关电源还包括电压反馈回路单元，其输入端与所述输出整流滤波单 元相连，其输出端与所述主控制回路单元相连，所述电压反馈回路单元用于采集处理输出 整流滤波单元处理后的待输出信号，并送入所述主控制回路单元，以实时控制输出电压。其中，所述开关电源还包括电流反馈电路单元，其输入端与所述主开关电路单元 相连，其输出端与所述主控制回路单元相连，所述电流反馈电路单元用于将主开关电路单 元的电流变化送入主控制回路单元，以实时控制输出电流。其中，所述开关电源还包括输出负载单元，与所述输出整流滤波单元相连，用于 接收来自所述输出整流滤波单元输出的高频开关信号。其中，所述工频信号与所输入的脉动直流电信号相位相同。其中，所述开关电源的整体电路形式为PFC检测电路单元与反激电路、推挽电 路、有源钳位的反激电路、全桥电路或半桥电路中的一种合并组合。(三)有益效果与现有技术相比，上述技术方案具有如下优点(1)对传统开关电源电路进行改进，使通常输出级使用的铝电解电容去除，可将功 率因数提高到0. 95以上；(2)由于去除了 AC/DC电源中的铝电解电容，为将AC/DC电源小型化、高功率化提 供了技术保证，可以实现AC/DC电源的金属底基设计，同时提供高功率因数，实现高效率；(3)为AC/DC电源在高可靠性、小体积、高功率密度、高功率因数、良好的EMC特性、 消除输入浪涌电流等高指标要求提供了可靠的技术保证。附图说明图1是本专利技术实施例的开关电源的电路图；图2是本专利技术实施例的开关电源的原理框图。其中1 输入AC信号单元；2 输入级EMI滤波单元；3 :PFC检测电路单元；4 整流 电路单元；5 主控制回路单元；6 主开关电路单元；7 变压器隔离电路单元；8 输出整流 滤波单元；9 输出负载单元；10 电压反馈回路单元；11 电流反馈电路单元。具体实施例方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施 例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。本专利技术提供了一种开关电源，图1是开关电源的电路图，图2是开关电源的原理框 图，该开关电源包括输入级EMI滤波电路单元2、整流电路单元4、PFC检测电路单元3、主开关电路单元6、变压器隔离电路单元7、输出整流滤波电路单元8、主控制回路单元5、电流 反馈回路单元11、以及电压反馈电路单元10。此开关电源采用典型的Buck-Boost离线式(Flyback)主电路，融合了 PFC检测电 路单元3，其可以工作在连续模式、临界模式、非连续模式下，由于采用了 PFC检测电路单元 3和主开关电路单元6融合的设计方案，将输入整流电路单元4中的铝电解电容去除(普通 AC/DC开关电源必需的输入滤波电容，保证到主开关电路单元的电压信号为直流，以满足转 换要求)，这样就彻底解决了 AC/DC电源输入浪涌电流的问题，电源对其它设备的干扰大幅 度降低，提供了优良的EMI性能，由于去除了普通AC/DC电源中必需的输入铝电解电容，为 AC/DC电源不再使用铝电解电容提供了解决方案。本专利技术的技术方案对传统的Buck-Boost离线式(Flyback)主电路进行改进，采用 并联交错工作的反激电路模式，由于两路输出的相位相反，使输出电流始终处于连续模式， 因而可以省去输出滤波电容(实际设计过程中，为了保证高质量的输出，通常会在输出加 小容量的电容)；彻底扫清了对铝电解电容的依赖。在本实施例中，AC信号经输入AC信号单元1进入输入级EMI滤波单元2后，进入 整流电路单元4，整流成脉动直流电信号，PFC检测电路单元3检测脉动直流电信号的过零、 峰值，送入主控制回路单元5，为PFC控制提供参考信号；脉动直流电直接进入主开关电路 单元6，由主控制回路单元5控制的主开关电路单元6将脉动直流电转化为50HZ (或60HZ) 工频信号(此工频信号与输入脉动直流电信号相位相同)调制的高频开关信号，高频开关 信号经变压器隔离电路单元7隔离变换后，输出需要的高频开关信号，经输出整流滤波电 路单元8整流滤波后，送到负载端；电流反馈回路单元11将主开关电路的电流变化送入主 控制回路单元5，用来做为对输出电流变化实时在主控制回路单元5中加以控制，对负载端 出现的短路、过流现象进行控制；电压反馈回路单元10将输出负载上的信号采集处理后送 入主控制回路单元5，用来对输出电压进行实时控制，确保输出电压在需要的控制范围内波 动；本专利技术中，就是将输入AC信号整流成脉动直流电信号，直接提供给主开关电路单 元6进行能量转换，同时直接在脉动直流电上进行采样，确保PFC电路稳定可靠，就实现了 将输入滤波用的高压铝电解电容去除，解决了输入浪涌问题，实现了大于0. 9本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开关电源，其特征在于，包括：输入ＡＣ信号单元（１）；输入级ＥＭＩ滤波单元（２），与所述输入ＡＣ信号单元（１）相连，用于对所输入的ＡＣ信号滤波；整流电路单元（４），与所述输入级ＥＭＩ滤波单元（２）相连，用于将滤波后的ＡＣ信号整流为脉动直流电信号；ＰＦＣ检测电路单元（３），与所述整流电路单元（４）相连，用于检测所述脉动直流电信号的过零和峰值；主控制回路单元（５），与所述ＰＦＣ检测电路单元（３）相连，用于接收来自ＰＦＣ检测电路单元（３）的参考信号进行ＰＦＣ控制；主开关电路单元（６），与所述整流电路单元（４）和主控制回路单元（５）相连，以使所述整流电路单元（４）输出的脉动直流电信号进入主开关电路单元（６），由所述主控制回路单元（５）控制主开关电路单元（６）将脉动直流电信号转化为工频信号调制的高频开关信号；变压器隔离电路单元（７），与所述主开关电路单元（６）相连，用于对高频开关信号隔离变换；输出整流滤波单元（８），与所述变压器隔离电路单元（７）相连，用于对变压器隔离电路单元（７）输出的高频开关信号整流滤波。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马生茂，
申请(专利权)人：马生茂，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]